上课用金属资源的利用与保护

1、L/O/G/O金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护金属活动性顺序表：金属活动性顺序表： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属活动性由强逐渐减弱金属活动性由强逐渐减弱 自然界自然界除少数很不活泼的金属如除少数很不活泼的金属如金、银金、银等有等有单质形单质形式式存在外存在外, ,其余都以其余都以化合物形式化合物形式存在于地壳和海洋中存在于地壳和海洋中一一. .金属的存在：金属的存在：自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的银自然界以单质形式存在的银金属元素在自然界中的存在形式金属元素在自然界中的存在形式金属元

2、素在地壳中的含量金属元素在地壳中的含量矿石矿石: :工业上工业上把能用来把能用来提炼金属提炼金属的的矿物矿物。赤铁矿赤铁矿Fe2O3磁铁矿（磁铁矿（Fe3O4）黄铁矿黄铁矿: FeS2菱铁矿菱铁矿: FeCO3铝土矿铝土矿: Al2O3 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤铜矿赤铜矿 Cu2O黄铜矿黄铜矿 CuFeS2辉铜矿辉铜矿 Cu2S磁铁矿磁铁矿（主要成分主要成分FeFe3 3O O4 4）赤铁矿赤铁矿（主要成分主要成分FeFe2 2O O3 3）黄铁矿（黄铁矿（主要成分主要成分FeSFeS2 2）菱铁矿（菱铁矿（主要成分主要成分FeCOFeCO3 3）想一想想一想：假如你是炼铁厂的厂

3、长，你认为假如你是炼铁厂的厂长，你认为哪种矿石最不适宜作为工业炼铁的原料哪种矿石最不适宜作为工业炼铁的原料？ 70%70%72.4%72.4%48.3%48.3%46.7%46.7%图图8-22上海宝山钢铁公司炼铁高炉上海宝山钢铁公司炼铁高炉图图8-19为纪念为纪念1996年中国钢产量突破年中国钢产量突破1亿吨亿吨而发行的邮票而发行的邮票铁矿石铁矿石 铁铁矿石矿石如何变成如何变成金属金属？二、铁的冶炼二、铁的冶炼1、原料、原料： 一氧化碳、铁矿石一氧化碳、铁矿石黄铁矿黄铁矿 FeS2赤铁矿赤铁矿 Fe2O3菱铁矿菱铁矿 FeCO3磁铁矿磁铁矿 Fe3O42、原理：、原理： 在高温的条件下，利用

4、一氧化碳与氧化铁（铁矿在高温的条件下，利用一氧化碳与氧化铁（铁矿石）反应，把铁从氧化铁（铁矿石）中还原出来。石）反应，把铁从氧化铁（铁矿石）中还原出来。Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温高温实验实验：一氧化碳还原氧化铁一氧化碳还原氧化铁Fe2O3现象：现象： 红色粉末红色粉末变成黑色，变成黑色，Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高温高温澄清的石灰水变浑浊。澄清的石灰水变浑浊。CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O用酒精灯点燃尾气的作用是用酒精灯点燃尾气的作用是防止防止CO污染空气污染空气2CO + O2 2CO2点燃点燃 实验结束时，先熄灯后停CO，是为了防止温度降

5、低后外面的空气进入玻璃管使铁重新被氧化；还防止试管中的石灰水倒吸入热的玻璃管，使之炸裂。1、先通、先通CO还是先点燃酒精灯？为什么？还是先点燃酒精灯？为什么？2、先熄灭酒精灯还是先停止通、先熄灭酒精灯还是先停止通CO？为什么？为什么？先通后点的原因是为了防止加热一氧化先通后点的原因是为了防止加热一氧化碳和空气的混合气而发生爆炸。碳和空气的混合气而发生爆炸。（1 1）原料：原料：黄铁矿黄铁矿 FeS2赤铁矿赤铁矿 Fe2O3菱铁矿菱铁矿 FeCO3磁铁矿磁铁矿 Fe3O4（2 2）原理：原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还

6、原出来从铁矿石中还原出来Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温高温石灰石、石灰石、铁矿石铁矿石焦炭、空气焦炭、空气（3 3）设备：高炉设备：高炉化学方程式化学方程式：含铁量含铁量(4)(4) 产品产品：生铁生铁将铁矿石中的将铁矿石中的 SiOSiO2 2转变为炉渣转变为炉渣点燃点燃 C + O2 = 2CO2高温高温 C + CO2 = 2CO（FeFe2 2O O3 3）生铁生铁出铁口出铁口炉渣炉渣出出渣渣口口 Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2高温高温高炉气体高炉气体高炉气体高炉气体 产生一氧化碳产生一氧化碳 提供热量提供热量CO2 + C = =2CO高温高温3CO+Fe

7、2O3 =2Fe+3CO2高温高温C+O2=CO2高温高温CaO+SiO2=CaSiO3高温高温CaCO3=CaO+CO2高温高温提供热量提供热量提供还原剂提供还原剂造渣，除去造渣，除去二氧化硅二氧化硅有关杂质问题的计算有关杂质问题的计算辅助练习辅助练习1、1000t含杂质含杂质20%的赤铁矿石中的赤铁矿石中 含氧化铁的质量是多少？含氧化铁的质量是多少？氧化铁的质量氧化铁的质量： 1000t （ 1- 20% ）=800t纯物质的质量纯物质的质量= 不纯物质的质量不纯物质的质量物质的质量分数物质的质量分数不纯物质的质量不纯物质的质量= 纯物质的质量纯物质的质量物质的质量分数物质的质量分数例例

8、：1000t含氧化铁含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可的赤铁矿石，理论上可炼出含铁炼出含铁96%的生铁的质量是多少？的生铁的质量是多少？解：氧化铁的质量：解：氧化铁的质量： 1000t 80% =800t设：理论上可炼出铁的质量为设：理论上可炼出铁的质量为XFe2O3+3CO = 2Fe+3CO2 160 2X56800 X 800t x=560t256 x高温高温=折合为含铁折合为含铁96%的生铁的质量的生铁的质量为为560t96%=583t答：答：1000t可炼出生铁为可炼出生铁为583t。练习：练习：要炼出含杂质要炼出含杂质3%的生铁的生铁2000吨，需要吨，需要含四氧化三铁质量分数为含

9、四氧化三铁质量分数为90%的磁铁矿石多少？的磁铁矿石多少？解：铁的质量解：铁的质量： 2000t(1-3%) =1940t设：可炼出四氧化三铁的质量为设：可炼出四氧化三铁的质量为XFe3O4+4CO = 3Fe+4CO2 232 168 X 1940t高温高温232 x x=2679t168 1940t=折合为磁铁矿石的质量为折合为磁铁矿石的质量为2679t90%=2977t答：磁铁矿石的质量为答：磁铁矿石的质量为2977t。二、金属资源保护二、金属资源保护资料一：资料一：据有关资料报道，现在世界上每据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年因腐蚀而报废的金属设备和材料

10、相当于年产量的年产量的20% 20% 40%40%。资料二：资料二：矿物的储量有矿物的储量有限，而且不能再生。可限，而且不能再生。可供开采的年限如图所示。供开采的年限如图所示。铁为什么会生锈？铁为什么会生锈？取取3枚洁净无锈的铁钉，分别放枚洁净无锈的铁钉，分别放入入3支试管中进行下面的实验支试管中进行下面的实验步骤一、在试管步骤一、在试管1中加入中加入少量的蒸馏水少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中，使铁钉的一半浸没在水中步骤二步骤二、在试管、在试管2中注满中注满迅速冷却的沸水、植物油迅速冷却的沸水、植物油步骤三步骤三、在试管、在试管3中加入中加入少量干燥剂少量干燥剂（生石灰或无水氯化钙）（生

11、石灰或无水氯化钙）再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞蒸馏水甲蒸馏水植物油乙无水CaCl2丙铁钉生锈铁钉不生锈铁钉不生锈现象和对比现象和对比铁生锈与H2O有关铁生锈与铁生锈与O2和和H2O都有关都有关铁生锈与O2有关现象和对比现象和对比在进行乙实验时，往往会发现铁钉有少量锈斑，其原因是 ，其改进方法为。 水中溶解有少量的水中溶解有少量的O O2 2将蒸馏水煮沸后，迅速冷却后再使用将蒸馏水煮沸后，迅速冷却后再使用铁锈的结构，因此铁生锈后将铁锈及时除去，这是因为。疏松疏松应该应该铁锈吸收空气中的水和铁锈吸收空气中的水和O O2 2使锈蚀速度加

12、快使锈蚀速度加快实验实验氧化铁氧化铁与铝壶表面的与铝壶表面的氧化铝氧化铝膜性质比较膜性质比较疏松多孔疏松多孔完全锈蚀完全锈蚀致密结实致密结实使铝使铝“自我保护自我保护”与与空气（氧气）空气（氧气）接触接触与与水水接触接触铜锈铜锈铜锈主要成分的化学式是由此你推测铜生锈应该和、 、有关。Cu2(OH)2CO3H2OO2CO2讨论讨论三角架：三角架：钢线钢线(辐条）：辐条）：链条：链条：刷漆刷漆镀一层耐腐蚀的金属镀一层耐腐蚀的金属涂油等涂油等平时要保持自行车的洁净与干燥（或涂油）！平时要保持自行车的洁净与干燥（或涂油）！自行车防锈措施有哪些？自行车防锈措施有哪些？讨论：讨论：钢圈：钢圈： 加保加保护护膜膜镀（镀锌锌铁又被称为）金属 白铁皮 加保加保护护膜膜和和；（方程式为：（方程式为： ） 烤蓝烤蓝 发黑发黑 Fe + H2O Fe3O4 + H2 高温 3 4 4 加保加保护护膜膜涂。油 加保加保护护膜膜刷。油漆 最后，金属资源保护最后，金属资源保护保护金属资源的主要途径：保护金属资源的主要途径：1、防止金属的腐蚀、防止金属的腐蚀2、金属的回收和利用、金属的回收和利用3